東京工業大學的橫井俊之副教授等人開發出了一種將沸石作爲觸媒變甲烷爲甲醇的技術。沸石是由硅和鋁組成的多孔礦產，常用作吸附劑。該技術實用化後，甲烷的轉化將無需使用鉑等昂貴的金屬觸媒，從而降低轉化成本。
本次研究使用的沸石電子顯微鏡影像（供圖：橫井副教授）
甲烷是一種溫室氣體，亟待實施有效利用和減排。但由於其化學性質穩定，很難透過化學反應轉化爲其他有用的物質，而且甲烷轉化爲甲醇需要使用昂貴的金屬觸媒。使用沸石作爲觸媒的研究雖然也取得了進展，但需要在沸石中嵌入鐵和銅的微粒，製造工藝費事。
東京工業大學既往的研究發現，將沸石加熱到500度後，其部分結構被破壞，鋁原子的狀態發生變化從而促進甲烷發生化學反應。這一程序無需使用鐵和銅。當甲烷和一氧化氮透過這種被加熱的沸石時，幾乎所有甲烷都可以在250℃轉化爲甲醇。沸石中含有的鋁還能防止生成的甲醇進一步轉化爲其他物質。
甲醇是可用於合成塑膠原料等物質的重要化學原料。由於其常溫下爲液體，比氣態的甲烷更易運輸和儲存。橫井副教授表示：「今後，我們希望推進提高產率的研究。」
另外，副產物的因應措施也是一項挑戰。與傳統的金屬觸媒一樣，即使使用了沸石觸媒，在提高溫度加速反應增加甲醇的產量時，已經生成的甲醇會發生額外的化學反應，變成乙烯等副產物。因此，還有必要開發一種能夠簡便地從含有副產物的實驗產物中分離出甲醇的技術。
原文：《日本經濟新聞》、2024/7/2
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.)
論文：Direct Oxidation of Methane to Methanol over Transition-Metal-Free Ferrierite Zeolite Catalysts
DOI：10.1021/jacs.4c00646
